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关键词：单片机；通信；数据传输；数据的帧格式
Abstract: based on the mechanic colleges and universities and related course curriculum present situation, from the basic knowledge system, solve the students in this course, the difficulties encountered in the actual learning process of perspective, discussed the mechanic colleges and universities related in the process of single-chip computer courses teaching as communication way of basic knowledge in this paper, the defects, leading to some of the problems, and according to the characteristics of the mechanic colleges and universities student put forward a solution.
Key words: single chip microcomputer; Communication; Data transmission; The data frame format
中图分类号：C41文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
正文:
1 概述
单片机课程中涉及到部分通信基础知识，对于这部分知识的阐述在各类单片机教材中都各不相同。笔者结合自身的教学经验，对各类教材在关于这部分知识的阐述特点深入研究，发现大部分教材在阐述通信基础知识时并没有足够地考虑到当前技工院校学生在学习单片机课程之前普遍没有系统全面地学习过通信专业相关知识的特点。同时，由于当前技工院校学生在学习过程中普遍比开设类似课程的本、专科院校的学生在学习上困难更多，更需要循序渐进地引导，在教学过程中对抽象专业知识的学习需要更多时间的特点。笔者认为，在讲解单片机课程中涉及到的通信基础知识的过程中，应该充分考虑到这些特点，在教学方法上作出改进。有些内容的阐述方式也许对于本、专科院校或基础较好，学习能力强的学生来说显得有些累赘，但根据笔者自身的教学经验，这些略显累赘的阐述方法能在教学过程中解决很多在后续学习中才能显现的问题，并在学习过程中能起到增加学生信心的作用。本文主要针对单片机课程中涉及到的数据传输方式和数据帧格式这两个问题的阐述方法作出分析并提出新的阐述方案。
2 相关专业开设课程现状及学生相关知识体系现状
有些专业开设了通信方面的专业课，但往往晚于单片机课程，有些则根本没有相关的专业课程。现行的技工院校单片机教材，无论是采用传统教学方法还是模块式的教学方法，虽然在相应章节对这部分内容也有简单概念的说明，但有相对比较零散或是深度不够的问题，而单片机原理及接口技术课程中不可避免地要用到这些知识，尤其在接口技术这部分还需要学生对相关通信方面的知识有较为深入的理解。所以应该在单片机课程的教学中对这部分通信知识做系统地、有足够深度的讲解，以避免将问题积累在后续教学过程中，给教师和学生都造成不必要的困难，使得单片机这门本身比较难学的课程显得更加晦涩难懂，相当一部分学生正是由于本文提到的问题在学习单片机课程的中途选择放弃，给后续其他相关专业课的教学也带来了很大的困难。
3 分析由于基础知识不完善导致的问题
对于数据的传输方式，部分教材只有简单地分类说明，没有深入阐述，如果能有直观地图形辅助说明学生理解起来会更加容易。同时也缺乏相应的练习题，使得学生在读了一遍概念之后用起来仍然不太理解。
对于数据的帧格式，部分教材讲解过于简单，缺乏例子，学生理解起来普遍感到困难。后续的学习中，学生容易把单片机的串行口工作模式与数据帧格式混淆，以至于在学习串行口工作模式时用到帧格式的情况下甚至无法分清到底在学什么，这种情况下往往要回过头来对帧格式的概念重新进行讲解，再加以区分。这就给学生的学习造成了很大困扰，同时教师在反复强调二者区别时也浪费了很多教学时间，并且效果不佳。
所以，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。
4 解决方案
基于以上分析，如果能在第一次接触到这些概念时就针对以后可能会出现的问题做一些有针对性的讲解和练习，就能在很大程度上避免这类问题的出现。所以，笔者对提到的两部分内容提出以下阐述方案。
4.1通信的概念及通信方式的分类
计算机与外界的信息交换称为通信。
通信按照通信方式分为并行通信和串行通信。并行通信是指数据的几个位同时发送或接收。串行通信是指数据的位按顺序逐位依次发送或接收。单片机与上位机或设备的通信方式普遍采用串行通信的方式。
例1：数据10110101B从A端发送到B端，若采用并行通信的方式，发送过程示意图如图1所示，八位数据同时从A端发往B端，B端同时接收这八位数据；若采用串行通信的方式，发送过程示意图如图2所示，八位数据按从低位到高位的顺序逐位依次从A端发往B端，B端也按从低到高的顺序逐位依次接收。
图1
图2
引导学生思考以下问题：
1）上例中完成数据传输，用并行通信方式与用串行通信相比哪种方式所用的时间多?
2）图1中要实现数据同时传送，需要几条线？图2中数据逐位传送，需要几条线？
基于技工院校学生的学习特点，对于基础概念的解释应尽可能地详细并浅显易懂，同时要有一定的深度。把并行通信和串行通信的概念用示意图表示，使得学生在学习的过程中对这两个概念有更形象、具体的理解，避免由于没有明确理解两个概念而无法理解单片机的通信方式。
在以上联系的基础上再对并行通信与串行通信进行比较，阐述方式如下：
1）并行通信的速度比串行通信的速度快；
2）并行通信的线路铺设费用高，需要铺设与同时传输的数据位的位数相等的连接线，适用于近距离数据传输。串行通信的线路铺设费用相对较低，只需一条发送数据的线和一条接受数据的线，也可以发送和接收共用一条连接线，适用于远距离数据传输；
3）并行通信线路的铺设相对复杂，系统可靠性相对较差，适合于近距离数据通信；串行通信线路的铺设相对简单，系统可靠性相对较高，适合于远距离数据通信；
串行通信又可分为同步通信和异步通信。异步通信从传输方式的角度又分为单工、半双工及双工。MCS—51系列单片机采用的是串行异步双工的通信方式。
4.2 数据的帧格式
对于单片机通信中的四种帧格式，大部分教材都有详细的描述，但普遍缺乏图示和例题。在此仅以其中的模式1为例提出新的阐述方案。
模式1
在串行通信模式1中，一帧数据共有10位，其中包括1位起始位（低电平信号），8位数据位和1位停止位（高电平信号），结构如图3所示：
图3
例2：假设有一组数据：10010011B要从A发往B，帧格式采用模式1，请将数据发送时一帧数据的具体内容填入下面的表格中：
对于模式0、模式2及模式3也采用相同的方法阐述。
5 新方案解决问题的效果
通信概念及分类方式的阐述方案中，针对技工院校学生的学习特点，对通信的概念和分类通过循序渐进、辅以图示的方式做了阐述。这话阐述方式的特点是针对技工院校部分专业学生在学习单片机课程之前并没有接触过通信相关课程的情况，在阐述通信的概念和分类时能辅以浅显易懂的例题，在实际教学过程中使得学生在学习这些概念时能及时清晰地理解概念的含义，避免了在后续的诸如单片机串口读写操作等涉及到其它较复杂概念的问题中还要一并解决阐述通信基本概念时遗留的问题，在一定程度上可以避免学生在学习串口操作时的才意识到之前的通信基本概念还没搞清，胡子眉毛一把抓，增加学习难度，给后续概念的学习造成困难。
数据帧格式的阐述方案中，由于引入示意图，使得学生对于单片机串行通信采用的帧格式中四种模式的理解更加直观。及时补充的相应例题也起到了引导学生在接受概念的同时主动思考的作用，加深学生的理解。另外，笔者在实际教学过程中发现，由于单片机的串行口工作模式也有四种，分别是模式0、模式1、模式2和模式3，四种模式的命名方式与数据帧格式的四种模式一模一样，使得部分学生在学习时对两组概念发生混淆。而对数据帧格式的阐述采用新方案后，也能在很大程度上起到避免两组概念混淆的作用。
参考文献：
[1]劳动和社会保障部教材办公室.单片机原理及接口技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004年
关键词：光纤通信；实验；OptiSystem
光纤通信系统作为国家级电信网的骨干系统,光纤通信技术以其独特的优势成为我国发展最快的技术之一,因此“光纤通信”课程近年来一直作为我国理工科院校的重点专业课程。该课程开设的目的是使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法,了解光纤通信技术的实际应用和最新发展方向,为今后从事通信领域的工作打好必要的专业基础[1-2]。由于课程涉及面广以及物理概念繁杂深奥,使学生理解起来非常困难。而且,由于光纤通信的设备器件都很昂贵,限制了国内大部分院校的实验仅通过简单的光纤实验箱完成,对实验过程中的每个器件的输出结果无法观察分析,导致学生对光纤传输系统并没有一个全局的认识。目前,针对“光纤通信”的教学实践中存在以下几个问题:(1)概念抽象难懂,器件构造原理复杂,不适合学生融会贯通掌握知识。(2)课堂教学模式单一,不能很好地调动学生的积极性与创造性[3]。(3)实验设备简单,实验内容涉及面窄。目前国内研究光纤通信的主流软件包括VPI和OptiSystem。由于VPI软件昂贵,多用于科学研究,用于本科教学不现实。而OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS和MANS都可使用。OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的器件与系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展,而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面控制光子器件设计、器件模型和演示,巨大的有源和无源器件库包括实际波长相关的参数[4]。笔者将OptiSystem引入“光纤通信”教学中,以OptiSystem与课本相结合为主线,以知识构建和应用能力培养为重点,选择与专业核心要素有关的基础理论知识,用OptiSystem中的光器件理解抽象概念,用课本中的概念去指导实践中器件的选择。在此基础上进行光纤通信课程的实践教学体系的构建,将OptiSystem模拟仿真与实验相结合,增强学生对光纤通信系统的正确认知能力与创新能力。
1建立基于OptiSystem的概念器件化的教学方法
突出基本理论基本分析方法和知识的应用,让学生在首次接触该课程时,从了解生动的发展历史入手,接触到一个开阔的视野,对所有相关课程的融会贯通,以突出“光纤通信”课程的理论性和完整的系统性,而不是让其产生理论堆积的错觉。所谓“概念器件化”就是将光器件引入基本概念的讲解中,每个光器件都对应着相关参数,而这些参数对光通信系统的影响,可以通过设置OptiSystem中相关光器件参数改变系统传输,从而让学生对抽象的概念有更加形象的认识。以光纤通信课程中光纤一章为例,此章占全课程的课时最多,重要程度可见一斑。以光纤相关概念为例,课程涉及到光纤及光波导的基础知识,光波导中模式、色散、损耗和偏振等基本概念,以及光纤的类型。这些理论是相当抽象的,传统的教学无非是将一些动画Flash与PPT相结合,观察光线在光纤中的传播路径,而对于光纤的线性与非线性效应还是不能透彻理解。而OptiSystem中光纤的种类很多,引入光纤通信中的一些难懂的概念并对其进行模拟,就能将抽象的概念形象化,有助于学生的理解。以标准光纤为例,在OptiSystem中标准光纤的参数设定参数如图1所示。图1(a)为标准光纤的主参数设置,其中主要包括光纤的参考波长,传输长度和衰减系数等。图1(b)中为标准光纤的色散参数相关设置,主要包括群速度色散,三阶色散和色散参数等。当然关于光纤的参数还有其他选项卡可以设置,常用的有偏振模选项卡和非线性选项卡等如图1(b)所示,这里就不一一介绍了。这些参数均在“光纤通信”课程中有理论讲解,但是概念非常抽象难懂。如果在OptiSystem中对这些参数进行设置与仿真,通过改变相关参数用频谱仪观察波形变化,可以使学生对这些概念的理解更加深入。针对课程,笔者对所有章节所需要的相关光器件进行分类,在讲授相关章节时重点进行介绍。对于第三、四章,主要介绍标准单模光纤与非线性光纤。第五章光发送机主要将LED(发光二极管)与LD(激光器)引入课程。第六章接收机主要引入PIN(光电二极管)与APD(雪崩二极管)。第七章光网络中将引入伪随机序列,信号发生器,波分复用器,光调制器,掺饵光纤放大器,光滤波器,光频谱仪,电频谱仪,误码分析仪等。这些有源与无源光器件的引入有利于后续实验的设计与验证。
2先虚后实,先模拟后器件的分层次教学实验体系
分层次的实践教学模式,将实践教学划分为基础认知型、综合型和创新设计型3个层次。另外,由于目前“光纤通信”课程的实验都是基础实验,由于光器件的昂贵和易损特性,因此这些基础性实验都是通过实验箱完成的。涉及的实验结果都是仅仅通过示波器观察最后的波形,结果形式单一,操作过于简单,而且几个实验的内容过于基础已经满足不了发展迅速的光通信现状,因此,采用低成本、更贴近实验的OptiSystem软件来更深入地学习“光纤通信”课程势在必行。在传统的“光纤通信”课程实验中,由于学生对器件的不了解和操作方法不当,实验箱上很多小器件的都被烧坏。如果在实验前,学生能够先使用Optisystem进行搭建与模拟仿真,就可以避免这种情况的发生。而且学生还可以通过频谱分析仪观察每个光器件的输出结果,这样有利于对结果的分析与对错误结果的调整,也有利于学生在实验箱上的正确操作和对实验结果的正确认知。此外,笔者还将在基础实验的基础上增加综合性实验和扩展性实验,以提高学生的综合分析能力和实践能力。笔者将以一个扩展性实验实例来说明OptiSystem引入教学实验体系的重要性。该实例是复用信号的全光波长变换实验如图2。里面涉及到光纤通信的若干知识点,包括偏振复用,四波混频,光信号调制与解调等。此系统采用连续激光模块(CWlaser)生成系统光载波,其中泵浦光CW1、CW2参数设置分别为:频率为193.24THz、193.2THz(,信号光参数设置为,频率为193.05THz。信号光经过偏振器(PowerSplitter)后成为一对正交的偏振光,调制后经偏振合束器(PolarizationCombiner)合束后与两个平行的泵浦光经耦合器耦合并送入半导体光放大器(SOA)中进行全光波长变换。调制部分用伪随机发生序列器(PseudoRandomBitSe-quenceGenerator)产生速率为2.5Gbit/s的伪随机比特流,比特序列输入NRZ产生器(NRZPulseGenerator)调制,经偏振分束器分两路驱动MZ(Mach-ZehnderModulator)调制器,MZ调制器消光比为30dB,偏振合束器实现两路MZ输出信号的耦合。解调部分采用光电探测器(PD,PhotoDetectorPIN),PD响应度设为1A/W,暗电流设为10nA,在经过低通滤波器在接收端观察眼图。图3(a)和(b)分别表示全光波长变换前后的频谱图,可以更直观的了解四波混频效应。图4(a)和(b)分别表示接收端的偏振复用信号的眼图。该实验还可以通过改变泵浦之间的间距、信号速率、泵浦与信号光之间的间距来观察实验结果,得到最优化的参数。以SOA的注入电流项为例,图5为改变SOA注入电流后,得到偏振复用信号的眼图与误码率曲线。通过这个扩展性实验,可以利用软件仿真的方式,更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响,弥补实验设备的局限性,开阔学生的视野与知识面同时提高学生的动手能力。
3结语
该文将OptiSystem软件引入光纤通信课堂,提出概念器件化的课程体系与先虚后实,先模拟后器件的分层次教学实验体系,并利用OptiSystem设计了光纤通信实验的一个扩展实验,可以更加直观地掌握各个参数对光通信系统的性能影响,弥补实验设备的局限性,开阔学生的视野与知识面,同时提高学生的认知能力、动手能力。通过该文提出的教学改革与实践,可以解决光纤通信课程中的概念抽象难懂、器件构造原理复杂、课堂教学模式单一、实验内容涉及面窄等问题。
参考文献
[1]黄永清,陈雪,李蔚,等.光纤通信课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2010(6):12-13.
[2]黄震,毕卫红,张保军,等.光纤通信教学实践与总结[J].教学研究,2011,34(3):58-59.
[3]徐文云.实验与仿真在光纤通信教学改革中的应用研究[J]重庆邮电大学学报:社会科学版,2007(S1):183-186.
［关键词］工程硕士通信基础教学改革
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2013）08-0049-03
随着现代科技与社会的快速发展，培养具有较强的专业能力和职业素养，具有较强解决实际问题能力的工程硕士专业学位研究生日益引起广泛的关注。近年来，我们针对工程硕士特点，总结历年来工程硕士教学经验，紧密围绕通信基础与通信应用主题，在工程硕士基础课程教学中进行了一系列教学改革，采用新的教学理念，综合通信专业基础知识并加以融合，实现课程教学内容与教学手段的改革，以提升教学效果。现就该课程的基本情况和所进行的教改实践加以介绍。
一、课程教学目标的定位
结合高层次应用人才培养目标和学员任职需要，进行教学内容的选定。通信基础知识课程的设定是面向应用型工程硕士的，学员一般是来自不同单位的在职军官或武警，除了少部分曾经是通信相关专业本科毕业外，大部分学员以前没有系统学习过通信知识。他们学习的目的是为了掌握通信基础知识，掌握通信基本技能，能够很好地在现有岗位上发挥作用。结合工程硕士的这些特点和需求，我们认为通信基础课程的建设目标是立足于工程硕士的培养，紧密结合军队信息化建设的需要，以“完善知识结构、提高思维能力、强化实践培养”为原则，优化课程体系、改革教学内容，重点建设示范性教学案例，加强研究型教学模式改革。
二、课程教学内容的改革
依据课程教学的目标，我们在课程教学的开展中，以“通信基础理论内容为根本，注重理论与实际相结合，结合现代通信实际，侧重培养学生分析问题的能力”为原则，对课程教学内容进行了一些改革。课程内容调整主要包括通信原理基础知识的压缩与凝练，加入无线通信基础与典型现代通信系统内容。课程内容可划分为三个主要模块，分别是通信原理基础模块、基本传输方式与信道模块、军事通信概述模块。
通信原理基础模块介绍通信相关的基本概念、基本技术，主要包括通信的概念、调制解调技术、信源编码和信道编码技术、数字复接及同步技术等。基本传输方式与信道模块介绍信道相关的基本概念，现代通信系统中典型的传输方式及各自的优缺点，主要包括数字信号传输损伤及指标、无线传输技术、有线传输技术、交换的基本原理及作用等。军事通信概述模块介绍军事通信的一些基本概念，军事通信系统的整体组成及主要通信手段及特点等。
除了课程整体内容的调整，在课程教学过程中，我们对具体知识点的讲授以宽面浅出为原则。例如弱化模拟通信内容，将当前数字通信中的一些主要理论、主要技术以及近些年发展的新技术引入其中，如补充信号的频谱、系统的频域响应、傅里叶变换、滤波器基础理论等。课程讲述中尽量减少公式推导等内容，侧重基础知识、基本原理、基本功能、面向应用等方面。
三、课程教学方法的改革
课程教学方法改革的目标为改变传统的“连续式、注入式”被动教学方式，转变为“专题式、启发式、讨论式、研究式”的能力与素质培养的主动教学方式，配合新的教学手段，提升学生参与课堂的积极性，增强课堂教学的效果，达到知识的“融会贯通”。为实现这一目标我们采取了多种改革措施，主要有以下几方面。
一是充分利用多媒体课件、网络资源等现代化教学手段。为提高学生的课堂学习理解程度，我们精心制作了一套表现生动的多媒体电子课件。该课件的特点是生动、全面、重点突出。电子课件中有大量的动画，将一些不易理解的内容用生动形象的形式表现出来，使学员易于理解。例如在数字调制中对MSK的讲解，仅仅一页讲述支路波形的课件就有56个动画组成，将一个难点生动地表现出来，学生反映效果很好。无线通信课程建设了完善的课程网站，以促进教员与学生之间的交流。课程网站内容丰富，学员可以从中了解课程介绍、实现课程讨论、下载电子课件（内含讲义）、下载教辅资料等。同时网站是很好的交流平台，教员的作业，讨论问题，与学员的交流均可以在此完成。
二是探索具有通信工程特色的案例教学模式，将基础知识与典型案例有机结合。知识点的讲授与实际问题相结合，使学生能更直观地理解相关概念并掌握技能。例如在自由空间传播模型的讲授中，讨论室内小型无线网络的建立问题；在地面反射模型的讲授中，讨论岸边基站与海面船只的通信问题；在无线通信中的组网技术中，诸如多址接入，多信道共用，阻塞率，区域覆盖，频率复用，小区制中的干扰，扩大系统容量等问题，均与移动蜂窝网中的实际系统相结合。
教学模式采用选择典型通信系统或典型应用为案例，辅助以一定量的MATLAB演示验证，并结合相应的思考题加以讨论，引导学生自主深入地探讨问题，加深学生对现代通信技术的理解。例如讲解蜂窝无线通信系统时，以现有的GSM蜂窝通信网为例，讲解无线通信特点、无线组网特点、多址通信等知识点，引导学生思考解决相关的实际问题。又如剖析一个实际通信设备（通信电台），就其内部各个功能模块进行讲解，讲解其原理，剖析其内部结构，引发这一系统的设计、应用以及改进的讨论。
三是加强研讨型教学模式改革，引导学员就实际工作中的问题进行讨论。主要采用两种模式，一种是结合课程教学的知识点，学员提出的与实际相关的问题，进行研讨型教学。本门课对于从事通信工作的同志有很强的实践性，针对他们提出的实际问题，结合课程相关知识点给予解答，既帮助学员理论与实际结合解决问题，又活跃了课堂气氛，开阔视野，同时还有助于拉近书本与设备之间的距离。除了通信技术问题，还有例如通信装备现状讨论，光纤通信网情况讨论，内部信息化网络相关问题讨论等。另一种是将通信领域的科研成果引入教学内容改革，适当结合典型系统的案例，进行研讨型教学。
四是优化考核方式，建立以衡量对知识的理解、运用能力和综合素质为依据的评分标准。引入课程设计环节，增加理论和实际应用的结合。课程设计在课程考核中的比重占30%。依托“十一五”重点项目通信工程综合实验教学平台，开展教学实践活动，同时也方便学员将自己的创新性想法在试验平台中加以验证。
五是坚持结合高水平的科研课题进行高层次人才培养，注重创新能力培养。本专业跨信息与通信工程及军事通信学两个二级学科，人才培养上强调在科学研究中既充分重视基础科学，又以现代通信关键技术研究为核心，着力培养现代通信领域的高级工程技术人才和以工程技术为背景的管理指挥人才。
本专业承担的科研任务紧密结合信息化建设中的关键技术研究和新领域的发展需求，一般具有指标高、难度大、实用性强、工程性要求严格以及系统性强等特点。在课程教学中，教员往往结合知识点引导和鼓励学员参与科研项目，在实践中得到锻炼，使毕业学员的综合素质得以提高。在这些可选的教学实践环节中，我们鼓励学生发表自己的观点，充分进行讨论，验证自己的设计，提供相应的条件让学员将想法付诸实现，每一个真正完成这一过程的学员，其能力都实现了质的飞跃。
除了课程实践环节，无线通信系列的研究生课程在课堂授课中还会不定期邀请科研课题的主要负责人及专家教授进行专题讲学，提供相关的学术讲座信息鼓励学生参加，揭开科学研究的面纱，鼓励学员积极参与进去。
六是坚持学术创新，注重教员教学水平的提高，提升教学团队整体水平。通信信息技术快速发展，各种新技术和概念不断涌现，给学生学习和教师教学工作带来了巨大的压力。如何变压力为动力，解决课时有限而需掌握的知识飞速增长的矛盾，是现代通信专业教育中面临的问题。本团队建设的一个目标就是改革传统的教学方法和手段，重建科学合理的专业课程体系，梳理教学理念，研究专业课教学的新方法，以培养学生兴趣，激发其潜质为目的，充分发挥其学习能动性，让学生有效利用课余时间自主学习，真正体会通信技术对社会、对人类的重大影响，并学会合理地运用其为社会服务。
在教学水平的提高方面，对师资队伍进行严格的教学岗位培训，突出知识创新和知识传授在师资队伍上的融合，形成一支善于把握通信工程专业教育规律、在基础研究方面成绩突出的教师队伍。大力开展教学研究和教学改革，鼓励基础研究和创新研究，坚持教学科研相结合，积极探索通识教育、新生研讨课和专题研讨课等教学新模式、为拔尖人才培养提供有价值的经验。
除了上述方法，我们还制定科学合理的课程计划，安排讨论、观摩教学等活动。建立方便通畅的师生沟通渠道，倾听同学们对教学的意见，并且在教学组内互相沟通，及时进行改进，并保证教学的一致性。
四、结束语
总之，针对工程硕士通信基础课程建设的教学改革是一项长期的工作，在今后的教学中要打破传统的教学模式，更新观念，优化教学内容，积极探索新的教学方法，不断依据教学效果进行反馈调整，以取得更好的效果。
［参考文献］
［1］国防科技大学重点建设研究生一流课程体系建设项目建设计划任务书［Z］.2013.
［2］国防科技大学研究生重点课程建设验收报告［R］.2010.
关键词：独立学院；信号与系统；教学改革
Investigation into teaching innovation of signal and system for independent colleges
Zhou Xiaowei， Jin Ning， Liu Dajian
Chian jiliang university， Hangzhou， 310018， China
Abstract： As an important basic course for the major of communication engineering， signal and system is not easy to learn because it includes many formulas and abstract concepts. Teaching innovation of this course， which takes the specific learning goal of communication engineering for independent colleges and students’ practical learning ability into account， is necessary concerning the course’s teaching contents， methodology， and experimentation. Practice has shown that teaching innovation helps to inspire students’ learning interest and facilitates the enhancement of students’ comprehensive capabilities， hence leading to better teaching results.
Key words： independent colleges； signal and system； teaching innovation
我校独立学院通信工程专业的培养目标是具有一定通信专业理论基础的应用型人才，与普通本科院校相比，对各门课程的理论深度要求稍低，在课程内容的选取上以理论知识够用、实用为原则，注重培养学生的工程实践能力。信号与系统课程是通信工程专业的一门核心专业基础课，该课程理论性、工程应用性强，且较为抽象，历来是学生认为难学的课程之一。独立学院的学生大部分学习基础差，学习能力比较弱，并缺乏主动性，因此不能照搬二本通信专业信号与系统课程的教学模式，必须建立适合三本学生的教学体系，通过教学改革来提高教学质量，培养学生自主学习的能力。笔者从教学内容、教学方法、实践教学等方面阐述独立学院通信专业信号与系统课程教学改革。
1 教学内容的优化整合
信号与系统和数字信号处理课程内容既相互关联、相互渗透，又有一定的交叉。我校二本通信专业这两门课程分别安排在第四和第五学期讲授，在教学过程中发现，学生在学习数字信号处理时，已把大部分相关的信号与系统知识忘记了，因此交叉部分的内容需要重复讲解，造成课时浪费。另外，数字信号处理的数学基础严密，包含大量的公式和证明，对独立学院学生来说，学习难度大，效果差。基于上述原因，我院通信专业只开设信号与系统课程，该课程将传统的信号与系统和数字信号处理两门课程进行整体优化整合，强调基本概念、基本理论和基本分析方法，组课方案如图1所示。
图1 信号与系统课程内容组课方案
优化整合后的信号与系统课程主要研究确定性信号经线性时不变系统的传输与处理的基本概念和基本分析方法。课程内容按照先时域后变换域，先连续后离散，先信号分析后系统分析的顺序编排。在信号与系统的时域分析中，强调系统冲激响应的定义、系统响应的分解、卷积运算等重要概念及其物理意义，微分算子和系统零状态响应的时域求解不做要求。变换域分析中，强调三大变换（傅里叶变换、拉氏变换、Z变换）的物理意义及工程应用，利用傅里叶变换对信号和系统进行频域分析，引出信号带宽、系统带宽、系统的频响等重要概念；引入滤波、调制与解调、频分复用、无失真传输等通信系统或信号处理技术中的工程实践问题。拉氏变换的重点为系统函数、微分方程的复频域分析法，由于SPICE等工程软件的应用对电路的S域分析降低了要求，只要求分析电路的零状态响应。本课程加强了离散信号与系统的分析，强调DFT的物理意义及其在信号处理中的应用。数字滤波器设计中的复杂数学推导不做讲解，强调数字滤波器的结构、性能指标及其Matlab实现等工程实际问题。
2 提高教学质量的教学方法探讨
1.1统一通信的发展动力统一通信迅速的发展动力来源于各大设备提供商与软件提供商的重视，在统一通信的概念被提出以后，为了巩固各自在其专业领域的主导地位，开拓新的企业应用市场，他们纷纷根据自身的优势大力开发统一通信产品。首先，微软、IBM、SAP和甲骨文等企业软件提供商希望通过统一通信的市场进军统一通信协作会话领域，并在他们的协作解决方案中加入了语音和视频应用。其次，思科、西门子、阿朗、Avaya等IP电话提供商，他们希望通过将IP语音系统进行扩充，平滑地扩展为统一通信协作应用，保持住他们的企业语音通信客户。第三，腾讯、MSN、雅虎、Facebook等互联网通用Web消息与社区供应商，企图在其所拥有的庞大桌面客户群的基础上，通过统一通信技术所整合的语音和视频应用，增长其业务。第四，通信运营商希望通过WiFi接入、3G视频会议、即时视频消息等技术组成的移动协作方案来增长其业务点。
1.2统一通信的概念由于各大厂商都是根据自身优势开发统一通信产品，从自身利益的角度提出解析统一通信，统一通信至今没有一个大家都认可的统一的概念。思科提出，“统一通信进一步发展了IP通信的概念，通过使用SIP协议和移动解决方案，真正地实现了各类通信的统一和简化，不受位置、时间或设备的影响。”北电指出，统一通信是利用先进的技术打破当前通信手段(如电子邮件、实时短信、电话和多媒体会议)中以设备和网络为中心的限制，使人们只要通过最常使用的通信工具和应用，就能便捷高效地与同事、客户及合作伙伴沟通。在《统一通信技术和标准化需求研究》报告的基础上，CCSA于2010年公布了《统一通信业务需求》标准，给出了统一通信的概念，指出，“统一通信是融合CT应用和IT应用的综合解决方案，通过对用户多种通信方式的融合，使用户可以利用一个集成环境进行通信，并访问其所需的应用，以方便用户使用并丰富其体验”。
2统一通信技术研究
2.1统一通信解决方案简介目前，包括思科、微软、甲骨文、亚美亚、中兴和华为在内的各大软件提供商和设备提供商都提出了自己的统一通信解决方案，并不断在其解决方案中增加新的内容或采用新的技术。其中，思科的统一通信解决方案以呼叫管理器CallManager为核心，集成了会议系统MeetingPlace、统一消息系统unityMessaging、客户服务中心系统(CiscoIPCC)和个人通信系统PersonalCommunicator等。该方案集成了语音、视频、Web协同、传真和Email等通信方式，并通过PC界面集中管理和使用多种通信手段。通过与多家硬件厂商合作，微软建立了以MicrosoftOfficeCommunicationsServer(OCS)为核心的统一沟通解决方案，其中，OCS服务器融合集成了基于状态的实时即时通信、语音、视频和数据协作应用，能够为微软应用环境的用户扩展应用体验。在该方案中，他们通过ActiveDirectory实现统一通讯录功能，通过Exchange完成语音邮件、传真、电子邮件管理及UC相关特色功能，通过用户端、中间层、服务器端三个层面的API实现与第三方应用的集成和提供二次开发功能。在已有产品线的基础上，Avaya整合了北电企业通信解决方案功能，形成了Avaya新的统一通信解决方案AvayaAura。该方案基于SIP协议和开放标准，通过会话管理功能集成了通信控制与应用功能，实现了应用与网络的分离，能够为用户提供消息、话音、视频、在线状态、Web应用等通信功能。华为的统一通信解决方案eSpaceUC通过协作软件和客户端集成了即时消息、IP语音、社交网络、呼叫中心、音/视频/数据会议等多种业务功能。其中，协作软件能够提供即时消息、状态呈现、企业通讯录和一号通等业务功能，通过PC客户端和移动客户端将业务提供给用户，并通过企业服务网关将业务开放给第三方应用。
2.2统一通信相关技术简介从厂商所提出的统一通信解决方案可以看出，统一通信技术并不是指一门技术，而是多种通信技术的综合。在统一通信所涉及的技术中，最重要的是融合多种应用、多种业务和多种通信手段的架构，是一种集成众多通信方式的平台。统一通信所能采取的典型网络架构有思科的SONA架构、IPNGN架构和ITU的NGN等。从体系架构方面来说，目前的统一通信一般被分为应用层、网络层和终端层3个层面。应用层即统一通信服务平台层，集成了基础语音、即时通信、多媒体会议和协同办公等多种应用系统。网络层主要完成统一通信用户的接入，统一通信信令和用户数据的接入、路由、交换和传输功能。终端层是各种终端设备的集合，包括普通电话、SIP话机、PC/PAD客户端和移动客户端等。全网IP化技术统一通信基础中的基础，正是由于该技术的成熟，使得IT技术和CT技术的融合成为可能，为通信功能的软件化提供了技术支撑。呼叫会话控制技术是统一通信的核心，基于SIP协议的呼叫会话控制功能为统一通信中的会话类业务提供了统一控制的机制，如思科统一通信中的CallMa-nager、IP多媒体子系统(IMS)中的呼叫会话控制功能(CSCF)和亚美亚的AvayaAura等。此外，还有统一通信所集成的众多通信方式所涉及的多媒体通信技术、业务开放与通信功能服务化所涉及的SOA技术和WebService技术等。
2.3统一通信的基本业务功能统一通信是业务与应用整合和融合的平台，是解决企业业务系统集成，简化运行和提高效率的重要方式，因而必须具备一些最基本的应用和业务功能。从统一通信的概念及各厂商的统一通信解决方案可以看出，统一通信最重要的特征就是协同，其所包含的最基本应用有即时通信、IP语音、多媒体会议等，每一种应用整合和融合多种业务功能，如鉴权认证、即时通信、通信录、状态呈现、语音通信、即时消息、电子邮件等。鉴权认证是任何通信系统都需要具备的功能。统一通信系统一般采用统一的身份管理机制，以便消除企业中多种应用系统、多种终端号码和编址方案对业务整合所带来的困难。统一通信用户只有在通过鉴权认证之后，才能使用统一通信所提供的各种业务和应用。即时通信系统能够提供即时消息、通讯录和状态呈现功能，是用户体验协同通信的基础。其中，即时消息是当前网络上非常流行的实时通信方式，它通过互联网建立的网络虚拟环境，实现实时互动信息交换，极大地改变了人们的生活方式。除了能够实现一对一消息发送、消息群发、群组聊天等常用功能外，即时消息还具有定时消息发送、文件传输、用户状态通知等功能。状态呈现是协同通信的基础，它提供了用户状态的实时查询与订阅功能，通过状态呈现功能，用户可以自身的状态，可以查询其他用户的状态，从而根据状态选择合适的通信方式进行沟通，在用户被订阅后，当用户状态发生改变时，其变化能够被及时通知给订阅者。IP语音是统一通信的基本业务功能，与传统的语音通信系统不同，IP语音不再以程控交换技术为技术平台，而是通过IP技术为基础，通过软件实现语音、传真、数据和视频等多种通信功能，它除了提高最基本音/视频呼叫之外，还提供呼叫保持、呼叫转移、呼叫等待等众多补充业务，能够与现有局域网无缝集成，能够在应用层集成电子邮件与语音信箱等应用。
2.4统一通信技术的基本特征统一通信技术的基本特征是融合、动态、开放和统一管理。融合特性主要体现在两个方面，分别是网络侧融合和终端侧融合。网络侧融合一方面指的是统一通信系统将多种通信方式进行整合，形成一个统一的通信平台，通过该平台，用户可以很方便地使用各种通信方式;另一方面指的是固定和无线的融合，无论用户使用的是固定网络上的终端还是移动终端，都可以访问到统一通信平台所提供的服务。终端侧融合指的是在统一通信的客户端软件上集成了各种通信方式的快捷方式，用户通过一个任意终端上的软件就能发起呼叫，如通过电子邮件发起语音、视频和即时通信等。动态性体现在通过统一通信平台实时呈现终端的在线状态，用户可以灵活选择不同的沟通方式，在选择了沟通方式后，各种通信方式也可以随时进行切换。例如，当用户的状态变化时，用户可以切换接入方式后，继续进行应用层面的内容交互，用户在进行即时通信的同时，可以随时发起语音、视频等呼叫，不影响当前通信方式。开放性体现在统一通信采用开放的软件平台，该平台上融合了当前的各种通信方式，并通过开放的业务接口将通信能力以服务的方式开放给第三方应用，实现与企业内部现有的业务系统集成。统一管理也是统一通信的基本特征。在统一通信中，必须实现用户号码、用户接入方式和实时状态信息等数据的统一管理。而统一通信系统也需要通过统一管理功能完成用户身份的鉴权和认证，用户状态的感知和识别。
3统一通信的发展方向
从统一通信的概念、解决方案及其基本业务功能可以看出，与其他通信技术不同，统一通信技术是指一系列通信产品、服务和技术的集合。在统一通信的演进过程中，其概念和内涵在不断被丰富，其实现方式也在不断进步，应用场景在被不断拓展。从目前统一通信的发展情况来看，统一通信至少可以被分为三个阶段。第一阶段是面向企业用户的统一通信，其基本特征是设备提供商通过一个统一的软件平台集成多种通信方式，企业用户在该平台上通过简易的操作就可以发起各种通信会话，联系到想要联系人员，从而提升沟通的效率，提高企业的ROI。在该阶段，各个厂家的系统都按照各自的优势开发自己的产品，各个统一通信系统间难以互通，难以融合。第二阶段是面向业务流程的统一通信，其基本特征是将统一通信服务平台与企业内部的各种办公流程联系起来，通过通信驱动企业工作流程，提高办公的效率，取得较大的ROI。在该阶段，通过与业务流程的融合，使得统一通信能够在教育、医疗、金融和制造等行业发挥更大的作用，也使得统一通信逐渐“渗透”至各行各业。第三阶段是面向业务流程分析的统一通信。本阶段是在协作应用的基础上，通过统一通信的分析模型，分析业务流程中各个阶段的关键要素，提高协作效率、决策速度和响应能力，进一步增强企业生产力、员工效率和ROI。目前，统一通信正处在其发展的第一阶段，强调的是在系统内对各种通信方式融合的加强以及功能的完善。随着统一通信应用渗透到企业内部日常办公、会议、培训、客户服务等各个环节，系统之间也将进入融合，统一通信将逐渐进入第二个阶段，在本阶段，统一通信将走向更深层次的融合，而由于基于SOA组件模型的体系架构具有松耦合性和良好的互操作性，使之可以在本阶段的统一通信中大行其道，用于实现统一通信与企业原有应用系统的集成，实现业务流程的编排和优化。移动性拓展解决方案也是统一通信的一个重要方向，主要目标是PC桌面的用户体验向iOS、Android等平台转移。云计算是当前业内的热点，统一通信服务也开始呈现出成规模地朝云架构上转移的趋势，如华为提出了基于“云－管－端”的统一通信架构。
4结束语
关键词：光纤通信;通信工程专业;教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0082-02
光纤通信由于其具有频带宽、通信容量大、损耗低、中继距离长、抗电磁干扰等优点，已成为现在通信网的支柱。伴随着现在通信技术的发展，光纤通信深刻改变着现代人们的生活方式和生活内容。目前，光纤通信已经成为最主要的有线信道传输方式。光纤通信课程作为通信类、电子类专业开设的一门多学科交叉渗透的专业课，综合了材料、通信、光学和半导体光电子等众多学科内容，其具有内容覆盖面广、基础理论深、知识更新快等特点。而在光纤通信课程的教学过程中，由于其课程本身的特点，使得教与学的难度比较大。加之部分学生基础理论知识不足，使得学生对这门课程的很多概念理解不够，对该门课程的学习感到无从下手。因此，在开设光纤通信这门课程时，需要根据该课程的特点，合理安排课程内容，既抓住重点，又要更新相关知识点，跟上新技术的发展进程。针对光纤通信课程目前面临教与学双向的压力，对本课程的教学改革势在必行。作者通过结合自身教学实践，就当前光纤通信课程教学中存在的一些问题谈谈自己的看法，提出一些尝试性的改革方案，希望对光纤通信课程的教学改革提供帮助。
一、光纤通信教学过程中存在的主要问题
光纤通信课程是一门多学科交叉渗透的专业课，其内容综合了通信、光波导和半导体光电子等相关的理论知识。本课程对本科生的培养要求是：通过对光纤通信的基本原理、光端机、光无源器件以及光网络进行阐述和讲解，使学生掌握光纤通信的基本概念，熟悉光有源器件、光无源器件的工作原理、特性以及光纤通信网基本设计方法，了解光纤通信技术实际应用和最新研究进展。经研究表明目前各专业光纤通信课程在授课过程中，普遍存在一下几个方面的问题：
1.课程设置有一定缺陷。针对通信工程专业的学生，由于数学、物理基础相对薄弱，对课程的学习存在一定的难度。而且光纤通信课程本身与物理、材料、半导体光电子、光刻等技术知识联系密切，很多的知识点都是建立在大量理论物理和数学模型的基础上。如果学生对这些课程没有一定的涉猎，对一些基本器件，如半导体器件、光检测器等没有一定的物理概念的理解或者接触。那学生对光纤通信这门课程的学习将会比较困难。此外，对于通信、电子类专业，对于物理学科不重视，只学过普通物理的课程，导致学生对物理概念的理解以及物理模型的分析能力相对薄弱，造成学生在听课或学习时感觉内容过于抽象，对一些概念和公式理解很模糊，难以真正理解理论知识，往往知其然不知其所以然。
2.教学形式以及教学模式陈旧。光纤通信是一门应用十分广泛的应用学科。但是在目前的教学过程中，教师更多的照本宣科，按书上的内容进行每一章节的讲解，在不自觉中，学生就以为光纤通信就是一门理论课程和讲解器件原理的课程，而忘记了光纤通信课程的实际应用，导致学生更多地认为这是一门与物理、数学相关的课程，特别是对于光纤传导模式内容，学生更多的认为学习的重点是如何求解方程，而不是一门应用类的课程，导致学生认为本课程对于实践指导的意义不大。同时，教材的更新无法和光纤通信发展的实际情况吻合，造成教材的内容过于老化，使得学生对整门课程的学习感觉乏味、枯燥，无法提高对课程的学习兴趣。
3.教学内容设置有缺陷。光纤通信课程是一门交叉学科，涉及的内容很广泛。一般来讲，由于课程教学学时的限制，不可能把所有关于光纤通信的内容以及光纤器件全部囊括。这就导致在教学内容的选择方面存在一定的随意性和盲目性，教师往往根据自身对课程的理解来讲解，或完全依附于所选教材，导致教学的片面性、重点不突出。而对于学生来说，感觉课程的知识点过于零散和繁琐，没有连贯性。
4.教学方法不科学。由于光纤通信课程涉及内容广泛，信息量大，使得教师在授课时主要将注意力放在课堂讲授和板书上。学生在上课过程中的普遍反应是缺乏课堂活力，感觉课程比较枯燥。由于课堂讲授的理论性很强，使得学生不能将所学理论知识和实际应用结合起来，虽然学到了一些理论知识，但不知道这些知识用在何处、如何运用。另外，光纤通信的考试方法比较传统，无法全面涵盖课程的核心内容。
针对教学中出现的上述问题，本文针对教学中出现的上述问题进行了系统深入的研究，提出一个比较合理的课程设置方案，而且提出一个教学模式的改革方案。
二、光纤通信课程教学改革的探索
针对目前光纤通信课程教学过程中出现的问题，结合通信工程专业的学生以及光纤通信这门学科本身的特点，我们主要从优化课程设置、优化教学方法、科研促进课程深化改革以及改进考核体系这四个方面进行考虑，具体的讨论内容如下：
1.优化课程设置。光纤通信课程的应用范围非常广泛，很多专业都开设了光纤通信课程，但不同专业对光纤通信的要求是不一样的，同时各专业掌握的基础知识也差别很大。考虑到光纤通信对材料、物理、数学的要求相对较高，而光纤通信又是一门与通信息息相关的学科，因此学生在学习光纤通信课程之前，应具备一定程度的数学物理通讯基础，使得学生在学习光纤通信课程是有一定通信背景以及数理知识。此外，由于通信工程专业是一门实用性很强的专业，我们培养的学生应该从事通信、电子类的工作，因此也需要开设一些专业课程（如移动通信、现代通信网概论、光网络技术等）来强化光纤通信的运用。
2.优化教学方法，激发学习热情。光纤通信是一门交叉学科，涉及学科知识比较多。因此，教学方法的优化要从理论教学和实践教学两方面来考虑。
理论是学好一门课的基础，对学生充分掌握理解系统、器件本身的特性以及应用具有重要作用。对于学生反映比较难懂的理论，有计划地复习和补充一些前导知识进行理论铺垫。例如信息光学、高等数学、导波光学等知识都是本课程中要用到的重要理论。同时课堂内容的讲授要特别注重思路，对于难以理解的概念采用不同的分析方法，由浅入深，由宏观到微观，先通过介绍器件的理论模型架构，再用严格的理论分析推导，说明器件工作原理、特性以及应用。由于课时的限制，想要把所有的理论内容都讲深讲透是不切实际的。因此，根据专业需要在课堂讲授时，要抓住重点、突破难点，做到主次分明，以点盖面，每次课只讲一个重点内容。不需要所有内容都要面面俱到，在有限的时间内让学生获得最有价值、最重要的信息。在课堂教学中主要采用板书和多媒体相结合的授课方式。传统的板书教学模式使得教学内容框架清晰、重点突出，方便理解，学生有充分的时间整理笔记，思路清晰。其缺点是信息量小、形式古板，内容缺乏生动性和形象性。因此可适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学，其优点是有利于提高教学质量和效果，增加上课的趣味性，而且能加快教学速度，减少教学难度，加深理解教材的深度。例如在课件中，插入一些图片、动画、影音等多媒体文件，除了可以帮助学生能够形象直观地理解专业知识、增强教学效果外，还可以增加上课的趣味性，活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣。
实践教学主要从课堂实践、课后团体实践等方面进行加强。通过课堂演示、课堂讨论，强化学习效果，激发学生的思考和探索。例如借助光学仿真软件，在课堂上直接演示光纤色散对光传输线路的影响，通过改变光纤长度来说明光纤色散对光信号传输特性的影响。另外开设实验课，可以借助光学模拟软件以及光纤通信实验设备来进行光纤连接以及光学传输系统特性的操作实验，加深学生对光纤通信系统的理解，提高学生学习的积极性，让学生知道所学知识有什么用，怎么用。
3科研促进课程的深化改革。光纤通信技术由于发展迅速快，专业知识更新快，新技术更新快，导致教材内容相对滞后。教材中现有的新技术主要包括光波分复用技术、光交换技术、光孤子技术和相干光通信、光接入网等，这些技术中有的已经相当的成熟，而且很多技术还在不断更新，同时很多新出现的技术还没有涉及到。为了让学生了解光纤通信技术发展的最近前沿，可以尝试将将最近的科技进展融入到教学方法和教学环节中，课堂上针对不同的教学内容引入最新的研究成果，一方面可以以丰富教学形式，加深学生对相关教学内容的理解，另一方面可以为学生打开一扇科研的窗口，充分发挥学生的创新能力，鼓励和引导探索式、研究式的学习，相应的以科研推动光纤通信精品课程建设。
4改革考核体系。闭卷考试一直是考察学生对所学知识的掌握程度的唯一方式。而这种方式往往易造成学生死记硬背，扼杀学生学习的主动性以及创造性。光纤通信课程的考核方式应当根据课程本身的特点以及教学要求加以重新设置，既要体现学生对基本知识的掌握能力，还要突出学生的实践能力与创新能力。因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核可通过学生对每堂课课后习题作业的完成情况来考察;实践能力主要考核学生对光纤系统组建、光纤熔接、光纤损耗测量等实验情况的考察;创新能力考核可通过只提出对于光纤系统的总体要求（传输容量、带宽、响应度等），要求学生通过模拟软件以及试验箱进行相关的仿真实验，同时对仿真过程中出现的问题进行分析，提出改进问题的方法，解决问题。
由于高职高专生基础比本科生要差些,按照以上的实验设备与内容来开设现代移动通信实验课,及高职高专的“现代移动通信”的教材开设这一门课程,教学效果不佳。体现在以下几方面:
(1)高职高专教材考虑到学生基础和理解能力较差的特点来编写,所以教材一般只是阐述现代移动通信的基本概念、基本原理、基本技术,包括:①主要概述了移动通信的概念、发展历程、特点、组成、分类、工作方式、多址方式以及编码与调制技术。②移动信道中的电波传播及干扰,主要讲述天线的基本知识、电波传播特性以及传播的路径损耗预测、移动信道的特征、分集接收技术以及噪声与干扰、组网技术。③GSM数字移动通信系统,主要讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、传输信道的种类和帧结构、系统的接续和移动性、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。④CDMA移动通信系统,主要讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、系统的特点、网络结构和提供的服务、IS－95CDMA信道结构、移动性管理、呼叫处理和功率控制。⑤三代移动通信系统,主要介绍系统的特点、结构、网络。实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA)。没有详细的技术原理内容的介绍,这与实验的理论出现了脱节。
(2)实验课主要内容是学生在实验老师的指导下动手做实验。在学生动手做实验之前,老师必须先讲解实验原理与及内容,并做一次演示。老师讲解清楚实验原理所须时间超出一半的课时,这样就体现不出以学生动手做实验为主了。学生也没有耐心讲解繁琐的原理,做完实验不会写实验报告,不知道做实验的意义。
(3)使学生产生应付心理,实验课变得多余,打击学生学习的积极性——是教师所不愿意接受的结果。
针对以上问题,做出以下的教学改革方案:
(1)本课程理论课教案的编写改革,按本院校本专业的学生的基础和理解能力,主要介绍:①概述移动通信的概念、特点、组成、分类、工作方式工作原理、多址方式工作原理、组网技术。②GSM数字移动通信系统,讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、GSM系统的接续和移动性管理、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。③CDMA移动通信系统,讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、CDMA移动通信系统的特点、网络结构和提供的服务。④三代移动通信系统,介绍第三代移动通信系统的特点、系统组成结构、网络演进策略、实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA)。⑤介绍LTE技术及我国的通信产业。
(2)实验内容与教学方式的改革:按照理论课知识另编实验题目个数及内容,实验项目数适当的减少,内容发生变化不再按照实验箱的实验教材教学,实行实地考察的方式或者联系日常生活所常见的通信知识开展实验教学。
移动通信的发展迅猛,从1978年第一代模拟蜂窝移动通信系统诞生至今,新技术不断涌现,更新换代飞快。昨天还是3G时代,今天就已经是4G时代了,而GSM已经是过时的技术。经过实践,从学生对通信行业的渴望求知的心理出发准备教学内容是提高学生学习兴趣和质量的一种非常有效的途径。学生最关心的是什么是通信专业,移动通信到底是什么,做什么,学了基础理论有什么用,自己能做什么,就业方向,令学生明白学习《现代移动通信》这门课程的意义。这样《现代移动通信技术》课程不再是枯燥乏味的移动通信的基本概念、基本原理和基本技术,移动通信系统。
论文摘 要:“通信原理”课程是通信、信息及电子类专业一门重要的基础课程,其特点是系统性强、概念抽象、数学含量大。本文分析了“通信原理”课程存在的问题,并在理论教学和实践教学改革方面进行探讨,提高了教学质量和效果,完善了教学手段,并极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生解决实际问题的能力。
1 引言
通信原理课程在通信工程专业的课程体系结构中起着非常重要的作用,是学习诸如移动通信、光纤通信以及数字通信等后续课程的基础,其教学的重点在于让学生理解基本概念和原理、掌握相关的分析方法和有关通信系统的重要结论。本课程特点是内容较多,知识面广,概念抽象,系统性强,同时强调理论和实践的融会贯通。因此,如何提高课程的教学质量,改善教学效果,提高学生分析问题和解决实际问题的能力,是一项紧迫和重要的工作。本文首先分析通信原理课程教学中存在的问题,然后从课程的理论教学和实践教学方面进行了一些改革和探索。
2 课程教学中存在的问题
通信原理课程的理论学习往往有大量复杂的数学推导,抽象的理论概念较多,内容覆盖面广,理论性和实践性强,但学生不会将理论知识运用于实践。同时,由于本门课程内容偏重理论,学生在学习过程容易感觉乏味枯燥,学习效果不好。
因此,传统的课堂教学中存在以下的问题:(1)学生学习积极性不高;(2)教学方式和教学手段单一化;(3)课程试题库陈旧;(4)实验教学内容陈旧;(5)理论和实践相分离。
3 理论和实验教学改革
针对上述存在的问题,本小节对如何改进教学方法、丰富教学手段、立足教学内容力求与实际通信系统相结合等方面进行了初步探讨。
在理论教学方面,首先应建立良好的师生情感,创设和谐的教学环境,根据不同的教学内容和对象,授以不同的教学方法,以培养学生的学习兴趣。其次,在课堂教学中,针对课程中的重点和难点,结合使用现代化的多媒体教学手段,扩大课堂教学的信息量,提高课堂效率,丰富教学形式,增强课堂教学内容的生动性与形象性,多体并存,优势互补。最后,利用网络资源及时更新和丰富课程试题库,并在授课过程中穿插通信产业的最新进展和目前比较前沿的通信系统如第三代移动通信系统或者新型通信技术-超宽带无线通信系统,使理论和实际能够有机结合,进一步激发学生的学习兴趣。
在实验教学方面,合理配置演示性、验证性和设计性、综合性实验,充分利用仿真实验的便利条件,并将仿真实验及硬件实验将课堂教学和实践环节相融合,使学生对理论知识更好的消化和吸收,锻炼学生分析问题和解决问题的能力。例如,在实践教学环节中,可以适当引入和灵活配置matlab、labview、systemview等仿真软件,由学生设计和实现虚拟实验,通过灵活配置一些仿真参数,对实验结果进行分析和讨论,通过图形对比,使学生从理论认识进一步深入到感性认识,以更好地理解和巩固通信原理课程中的概念和结论。具体设计题目包括:模拟信号的调制与解调、模拟信号的数字化传输、基带传输的部分响应系统演示等等。通过上述实验教学方面的改革,可以使教学理论联系实际,使学生具备一定的感性认识,并培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题及解决问题的能力。
4 结语
通信原理课程是一门理论性与实践性都很强的专业基础课,本文针对传统教学中存在的一些问题,从理论教学和实验教学的角度给出了一些改革的措施。通过对教学内容、教学形式、教学方法和教学手段等方面的改良,调动了学生学习本课程的积极主动性,显著提高了教学质量和教学效果,达到了培养适应现代科学技术发展的高质量创新型人才的目的。
参考文献
[1] 杨星海,魏长智,张鲁,等.“通信原理教学改革研究”[j].中国现代教育装备,2010,9:87-88.
关键词:通信原理 Matlab 教学改革 教学手段
1 引言
通信原理课程在通信工程专业的课程体系结构中起着非常重要的作用,是学习诸如移动通信、光纤通信以及数字通信等后续课程的基础,其教学的重点在于让学生理解基本概念和原理、掌握相关的分析方法和有关通信系统的重要结论。本课程特点是内容较多,知识面广,概念抽象,系统性强,同时强调理论和实践的融会贯通。因此,如何提高课程的教学质量,改善教学效果,提高学生分析问题和解决实际问题的能力,是一项紧迫和重要的工作。本文首先分析通信原理课程教学中存在的问题,然后从课程的理论教学和实践教学方面进行了一些改革和探索。
2 课程教学中存在的问题
通信原理课程的理论学习往往有大量复杂的数学推导,抽象的理论概念较多,内容覆盖面广,理论性和实践性强,但学生不会将理论知识运用于实践。同时,由于本门课程内容偏重理论,学生在学习过程容易感觉乏味枯燥,学习效果不好。
因此,传统的课堂教学中存在以下的问题:(1)学生学习积极性不高;(2)教学方式和教学手段单一化;(3)课程试题库陈旧;(4)实验教学内容陈旧;(5)理论和实践相分离。
3 理论和实验教学改革
针对上述存在的问题,本小节对如何改进教学方法、丰富教学手段、立足教学内容力求与实际通信系统相结合等方面进行了初步探讨。
在理论教学方面,首先应建立良好的师生情感,创设和谐的教学环境,根据不同的教学内容和对象,授以不同的教学方法,以培养学生的学习兴趣。其次,在课堂教学中,针对课程中的重点和难点,结合使用现代化的多媒体教学手段,扩大课堂教学的信息量,提高课堂效率,丰富教学形式,增强课堂教学内容的生动性与形象性,多体并存,优势互补。最后,利用网络资源及时更新和丰富课程试题库,并在授课过程中穿插通信产业的最新进展和目前比较前沿的通信系统如第三代移动通信系统或者新型通信技术-超宽带无线通信系统,使理论和实际能够有机结合,进一步激发学生的学习兴趣。
在实验教学方面,合理配置演示性、验证性和设计性、综合性实验,充分利用仿真实验的便利条件,并将仿真实验及硬件实验将课堂教学和实践环节相融合,使学生对理论知识更好的消化和吸收,锻炼学生分析问题和解决问题的能力。例如,在实践教学环节中,可以适当引入和灵活配置Matlab、Labview、SystemView等仿真软件,由学生设计和实现虚拟实验,通过灵活配置一些仿真参数,对实验结果进行分析和讨论,通过图形对比,使学生从理论认识进一步深入到感性认识,以更好地理解和巩固通信原理课程中的概念和结论。具体设计题目包括:模拟信号的调制与解调、模拟信号的数字化传输、基带传输的部分响应系统演示等等。通过上述实验教学方面的改革,可以使教学理论联系实际,使学生具备一定的感性认识,并培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题及解决问题的能力。
4 结语
通信原理课程是一门理论性与实践性都很强的专业基础课,本文针对传统教学中存在的一些问题,从理论教学和实验教学的角度给出了一些改革的措施。通过对教学内容、教学形式、教学方法和教学手段等方面的改良,调动了学生学习本课程的积极主动性,显著提高了教学质量和教学效果,达到了培养适应现代科学技术发展的高质量创新型人才的目的。
参考文献
[1] 杨星海,魏长智,张鲁,等.“通信原理教学改革研究”[J].中国现代教育装备,2010,9:87-88.
[2] 徐桢,刘凯,张军.““现代通信原理”教学改革中的尝试与思考”[J].电气电子教学学报,2008,30(3):6-11.
